BRUNO GOUVEIA FURLAN - Sistema de Autenticação · Escola de Engenharia de Lorena Furlan, Bruno...
47
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA BRUNO GOUVEIA FURLAN Corrosão Microbiana Lorena 2013
Transcript of BRUNO GOUVEIA FURLAN - Sistema de Autenticação · Escola de Engenharia de Lorena Furlan, Bruno...
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA
BRUNO GOUVEIA FURLAN
Corrosão Microbiana
Lorena
2013
BRUNO GOUVEIA FURLAN
Corrosão Microbiana
Trabalho de Graduação apresentado à
Escola de Engenharia de Lorena da
Universidade de São Paulo como requisito
parcial para conclusão da Graduação do
curso de Engenharia Bioquímica.
Orientador: Profª Drª Maria Bernadete de
Medeiros
Lorena
2013
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO Serviço de Biblioteca Escola de Engenharia de Lorena
Furlan, Bruno Gouveia
Corrosão microbiana/ Bruno Gouveia Furlan; Orientadora Maria
Bernadete de Medeiros —Lorena, 2013.
.47 p.
Monografia apresentada como requisito parcial para a conclusão do
Curso de Graduação de Engenharia Bioquímica - Escola de Engenharia de
Lorena da Universidade de São Paulo.
1. Corrosão. 2. Bofouling. 3. Biocorrosão I. Medeiros, Maria
Bernadete de, Orient.
Aos meus queridos pais,
Antonio e Lourdes, por todo amor e
apoio para a realização de mais essa conquista.
E ao meu grande amor, Fernanda.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, aos meus pais e irmã. Antonio, Lourdes e Mariana, por todo o apoio e
ajuda para que eu pudesse conquistar mais esse sonho.
À minha orientadora Profa. Maria Bernadete de Medeiros, pelo auxílio e dedicação sobre o
andamento dessa monografia de conclusão de curso.
À minha namorada, por toda a força e companheirismo, nunca deixando desistir dos meus
objetivos.
“Por não saber que era impossível ele foi lá e fez”
Jean Cocteau
FURLAN, Bruno Gouveia. Corrosão microbiana/ Bruno Gouveia Furlan; Orientadora
Maria Bernadete de Medeiros—Lorena, 2013. 47 p. (Monografia apresentada como requisito
parcial para a conclusão do Curso de Graduação de Engenharia Bioquímica - Escola de
Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo)
RESUMO
A importância dada a biocorrosão tem aumentado muito nesses últimos anos,
pois governos e indústrias gastam milhões para reparar danos causados por esse
tipo de corrosão. Atualmente são conhecidos os principais mecanismos e
microrganismos, como bactérias, algas e algumas espécies de fungos. A
biocorrosão é um processo influenciado por atividade microbiana, especialmente
quando há a formação de biofilme, o qual promove a interação dos
microrganismos com a superfície do metal. O presente trabalho irá apresentar um
breve resumo sobre a formação de biofilmes em diferentes sistemas, assim como
uma análise dos principais microrganismos associados à biocorrosão de materiais
metálicos e não metálicos, os principais casos na indústria e técnicas de
prevenção e controle.
Palavras-chave: Corrosão. Biofouling. Biocorrosão.
ABSTRACT
There has been an increase in the importance given to biocorrosion in the last
years, as government and industry, have been spending millions to repair
damages caused by this type of corrosion. Currently the main mechanism and
microorganism like bacteria, algae and some species of fungus are known.
Biocorrosion is a process influenced by microbial activity specially when there is
the formation of Biofouling, which promotes the interaction of microorganism with
the metal surface. This report presents a brief summary about the formation of
Biofouling and different systems, as well as an analysis of the main microorganism
associated with biocorrosion metallic and non-metallic materials, the main cases in
the industry and prevention and control techniques.
Key words: Biofouling, Corrosion, Microorganism.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Esquema dos processos de transferência de massa em um biofilme.
(CHARACKLIS, 1981). .......................................................................................... 16
Figura 2: Modelo atual de biofilme, onde o transporte é principalmente convectivo
e acontece por canais entre aglomerados (Clusters) microbianos.
(LEWANDOWSKI, et. Al, 1995)............................................................................. 17
Figura 3: Diferentes partes de uma plataforma de petróleo off-shore são afetadas
por biocorrosão e Biofouling. [Segundo Sanders e Hamilton, (1986)]..................21
Figura 4: Modelo de corrosão de dutos de concreto pelo acido sulfúrico. ............ 23
Figura 5: Parte superior de tubo de concreto, corroído pelo gás sulfídrico dos
esgotos. O gesso formado cristaliza, com a cor branca, na superfície do tubo de
concreto. Aparece ainda o resíduo da impermeabilização corroída (STEVEN,
2003)......................................................................................................................23
FIgura 6: Consórcios microbianos no interior de um biofilme...............................25
Figura 7: Interação entre as bactérias produtoras de ácidos e as BRS na
biocorrosão (CHARRET, 2010). ............................................................................ 26
Figura 8: Tubulção de ferro, com tubérculos de óxido de ferro (GENTIL, 2007). . 27
Figura 9: Processos Químicos de formação de tubérculos (PERRAMON, et al,
1972)......................................................................................................................27
Figura 10: (VIDELA, et al, 1988) Microrganismos em um sistema
água/combustível. A etapa inicial indica a disponibilidade de nutrientes, que são
provenientes dos hidrocarbonetos (compostos dos Combustíveis). ..................... 30
Figura 11: Biofilmes e produtos de corrosão na interfase metal/solução (VIDELA,
et al, 1988).............................................................................................................30
Figura 12: Inicio da ruptura da passividade do alumínio em um sistema
água/combustível (VIDELA, et al, 1988). .............................................................. 31
Figura 13: Progressão do processo por pites do alumínio em um sistema
água/combustível (VIDELA, et al, 1988). .............................................................. 31
Figura 14: Protozoário Zoothamnium sp. Fixado sobre aço inoxidável logo após a
exposição da superfície à água do mar natural (VIDELA, 2003). Escala: 10µm ... 33
Figura 15: Início da formação de icrofouling sobre uma superfície de aço
inoxidável exposta à água do mar natural durante 5 dias (VIDELA, 2003). Escala:
10µm......................................................................................................................34
Figura 16: Microfouling sobre uma superfície de aço inoxidável exposta à água do
mar natural durante 15 dias (VIDELA, 2003). Escala: 10µm ................................. 34
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Industrias mais frequentemente afetadas por biocorrosão e
Biofouling................................................................................................................2
1
SUMÁRIO
1. . Objetivos .................................................................................................................... 13
1.1 - Geral ................................................................................................................................ 13
1.2 - Específico ....................................................................................................................... 13
2. . Introdução................................................................................................................... 14
3. . Mecanismos da Biocorrosão e processos de Biofouling ............................................. 15
3.1 – Corrosão Devido à Formação de ácidos ................................................................... 18
3.1.1 - Oxidação de compostos inorgânicos de enxofre por bactérias do gênero
Thiobacillus ......................................................................................................................... 18
3.2 – Corrosão Por Aeração Diferencial ............................................................................. 19
3.2.1 - Bactérias oxidantes de ferro ................................................................................ 19
3.3 – Corrosão por Ação conjunta de Bactérias ................................................................ 20
4- . Microrganismos relacionados à Corrosão ................................................................... 20
4.1 – Bactérias ........................................................................................................................ 22
4.1.1 – Bactérias Oxidantes do Enxofre ......................................................................... 22
4.1.2 – Biocorrosão anaeróbica do Ferro e do Aço. Bactérias Redutoras de
Sulfatos (BRS). .................................................................................................................. 24
4.1.3 – Bactérias oxidantes do Ferro .............................................................................. 26
4.2 – Fungos Filamentosos ................................................................................................... 28
4.3 – Algas ............................................................................................................................... 31
5 - Biocorrosão em Metais Resistentes à Corrosão ......................................................... 32
6 - Biodeterioração de materiais não metálicos ............................................................... 35
6.1 - Biodeterioração de fachadas pintadas ....................................................................... 35
6.2 – Biodeterioraçãodo de Concreto .................................................................................. 36
7–Prevenção e Controle .................................................................................................. 37
8 – Conclusão ................................................................................................................. 40
9 – Referências Bibliográficas ......................................................................................... 41
13
1. Objetivos
1.1 - Geral
O presente trabalho tem como objetivo identificar e caracterizar os
diferentes tipos de microrganismos relacionados à biocorrosão, bem como os
mecanismos químicos envolvidos e, os principais casos observados na indústria:
1.2 - Específico
Descrever a fisiologia dos diferentes grupos de microrganismos
relacionados à biocorrosão;
Avaliar os efeitos da ação conjunta de bactérias redutoras de sulfato e as
oxidantes do ferro;
Estimar os principais efeitos da formação de Biofouling em diferentes
setores do meio industrial;
Destacar os principais segmentos que são prejudicados por processo de
biocorrosão.
14
2. Introdução
A importância dos combustíveis minerais na matriz energética brasileira é
evidente, quando são analisados, os dados relativos aos volumes de produção e
aos valores movimentados na comercialização desses produtos, considerando,
que esse mercado movimenta aproximadamente R$ 70 bilhões por ano, gerando
uma receita de impostos de aproximadamente R$ 35 bilhões.
O maior problema microbiano na indústria de refino de petróleo é a
contaminação de produtos armazenados, que pode levar à perda da sua
qualidade, à formação de borra e à deterioração de tubulações e tanques de
estocagem. O óleo diesel apresenta os problemas microbiológicos mais sérios
dentre os tipos de combustíveis comercializados.
O principal problema ocorre quando o combustível possui alto teor de
enxofre, pois sofre ação de microrganismos redutores de sulfato. De fato, a
corrosão metálica é responsável por enormes prejuízos econômicos, estima-se
que cerca de R$ 30 bilhões poderiam ser economizados, se medidas viáveis, sob
o aspecto econômico e tecnológico de prevenção de corrosão fossem adotadas
(SANDRES, 2004)
A biocorrosão de materiais pode ser definida como um processo
eletroquímico de dissolução metálica, iniciado ou acelerado por microrganismos.
Para estes processos ocorrerem, há o envolvimento de vias metabólicas, onde os
organismos produzem fluxos de elétrons, no qual promovem mudanças
indesejáveis nas propriedades de um material para sua atividade vital de
obtenção de energia, através da oxidação ou redução de certos materiais.
Em geral, as bactérias relacionadas à biocorrosão são oxidantes do
enxofre, e apresentam características distintas relacionadas à sua via metabólica
e podem ser quimioautotróficas, quimioheterotróficas ou fotoautotróficas. Esses
microrganismos participam em diferentes partes e intensidades no processo de
biocorrosão.
15
3. Mecanismos da Biocorrosão e processos de Biofouling
A biocorrosão e o Biofouling das superfícies metálicas têm origens em
processos biológicos que ocorrem pela participação de microrganismos aderidos
às superfícies, formando biofilmes na interfase metal / solução (VIDELA, 1995).
Entretanto, a natureza eletroquímica da corrosão metálica continua
presente na corrosão microbiana. Os microrganismos participam de forma ativa
no processo, mas sem modificar as características da reação eletroquímica
(VIDELA, 1981).
A biocorrosão manifesta-se em diferentes condições, porém ela ocorre
com maior frequência em meio aquoso. Nessa condição o mecanismo da
corrosão é essencialmente eletroquímico (HUECK, 1968) Segundo Gentil (2007)
quando uma superfície metálica é imersa em água, começa a formação de um
biofilme, com as possíveis etapas:
- Compostos orgânicos dissolvidos na água são adsorvidos, iniciando
a formação do biofilme;
- Bactérias da fase aquosa se depositam, são as bactérias sésseis,
que ao contrario das plantônicas, não permanecem dispersas na água;
- As bactérias sésseis formam um biofilme através da síntese de
exopolímeros, que podem ser polissacarídeos. Esses polímeros passam a
envolver e aglutinar as células, protegendo-as das condições adversas ao meio
ambiente, como a ação dos biocidas;
- Após o processo de fixação e, havendo nutrientes suficientes, as
bactérias se multiplicam, o biofilme aumenta de volume e outros organismos,
como fungos e algas, podem aderir à estrutura do biofilme.
A presença de biofilmes sobre as superfícies metálicas, induz importantes
mudanças no tipo e concentração de íons, valores do pH, níveis de oxigênio,
velocidade de fluxo dos líquidos e capacidade tampão do meio próximo do metal
(WOLYNEC, 2003). O biofilme faz parte, também, do chamado Biofouling, que se
refere ao acúmulo indesejável de depósitos biológicos sobre uma superfície
(VIDELA, 1996). Como consequência, observa-se uma significativa redução no
desempenho e na vida útil dos equipamentos (GENTIL, 2007).
16
À proporção que a espessura do biofilme aumenta e supera a camada-
limite de fluxo laminar, tem inicio o desprendimento das camadas mais externas
(por efeito do corte do fluxo de líquido). Portanto, estabelece-se um processo de
renovação do biofilme, que é dinâmico, dependente da espessura do depósito,
das velocidades do fluxo de líquido e do crescimento dos microrganismos. Uma
das consequências desse processo é a contaminação do meio líquido por
partículas biológicas (metabólitos e materiais provenientes da lise celular) e
partículas inorgânicas (produtos de corrosão), como ilustrado na figura 1
(CHARACKLIS, 1981).
Figura 1: Esquema dos processos de transferência de massa em um biofilme.
(CHARACKLIS, 1981).
Segundo Characklis (1990), os processos biológicos ocorrem de acordo
com uma sequência de eventos, que tem início imediatamente no contato entre o
meio líquido e o metal. Os processos biológicos (Biofouling) e os processos
inorgânicos (corrosão) ocorrem de forma simultânea, mas seguem direções
opostas. O Biofouling, como foi dito anteriormente, é um processo de acumulação
que se dirige do seio do líquido para a superfície metálica, já a corrosão,
transcorre no sentido oposto da superfície metálica (que se dissolve) para o seio
do fluido (CHARACKLIS, 1981).
No modelo mais aceito de biofilme (LEWANDOWSKI, et. Al, 1995), há a
formação de conglomerados (Clusters), onde ocorre à formação de canais ou
túneis, no qual o transporte de líquido ocorre essencialmente por convecção
17
(figura 2). Esse modelo conceitual permite explicar a limitação do acesso de
alguns biocidas oxidantes (cloro e ozônio) e sobre a sua menor eficiência sobre
microrganismos aderidos (sésseis) ao metal.
Figura 2: Modelo atual de biofilme, onde o transporte é principalmente convectivo e
acontece por canais entre aglomerados (Clusters) microbianos. (LEWANDOWSKI, et. Al,
1995).
Dentre os principais microrganismos associados à biocorrosão, estão as
bactérias redutoras de sulfato e oxidantes de enxofre, bactérias oxidantes de ferro
e manganês, e bactérias formadoras de limos. Com menor frequência, embora
também importantes, são identificados casos de corrosão associado à
organismos eucariotos como fungos e algas (GENTIL, 2007).
Segundo Gentil (2007), podemos classificar a corrosão induzida por
microrganismos em quatro tipos:
- Devida a formação de ácidos;
- Despolarização catódica;
- Aeração diferencial;
- Ação conjunta de bactérias.
18
3.1 – Corrosão Devido à Formação de ácidos
3.1.1 - Oxidação de compostos inorgânicos de enxofre por bactérias do
gênero Thiobacillus
O grupo de bactérias do gênero Thiobacillus oxida o enxofre a sulfato e
como consequência há produção de ácido sulfúrico, que funciona como agente
corrosivo. Os compostos que geralmente são oxidados são os sulfitos (SO32-),
sulfato (S2O32-) e diversos politionatos como o tetrationato (S4O6
2-). Algumas
bactérias metabolizam sulfetos solúveis quando a concentração de H2S livre
estiver numa concentração inferior a 200 ppm. Essas bactérias estão associadas
aos microrganismos que convertem sulfatos (SO42-) para sulfetos (S2-) e sulfetos
para enxofre (S) (GENTIL, 2007).
As principais espécies envolvidas no processo de oxidação do enxofre
são Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thiooxidans, e
Thiobacillus concretivorus. São bactérias aeróbias (necessitam de oxigênio para
realizar suas atividades metabólicas) e autotróficas, ou seja, a energia
proveniente para sintetizarem o material celular é obtida de compostos
inorgânicos, através das seguintes reações;
2 S + 3 O2 + 2 H2O 2 H2SO4
No caso de utilizar o gás sulfídrico ou ácido sulfídrico, tem-se:
2 H2S + 2 O2 H2S2O3 + H2O
5 H2S2O3 + 4 O2 + H2O 6 H2SO4 + 4 S
As bactérias Thiobacillus ferrooxidans são os principais microrganismos
responsáveis pela corrosão das máquinas de bombeamento de água em minas
de carvão e ouro, pois são capazes de acelerar a oxidação dos depósitos piríticos
(FeSx), para ácido sulfúrico. As reações liberam na água, compostos ácidos, que
são extremamente corrosivos para esse tipo de máquinas. As reações são
exemplificadas a seguir:
19
-Oxidação da Pirita
4 FeS2 + 14 O2 + 4 H2O 4 FeSO4 + 4 H2 SO4
- Oxidação do sulfato ferroso
4 FeSO4 + 8 H2 SO4 + 4 O2 4 Fe(SO4)3 + 8 H2O
- Hidrólise do sulfato férrico
2 Fe(SO4)3 + 6 H2O 2 Fe(OH)3 + 6 H2SO4
3.2 – Corrosão Por Aeração Diferencial
Microrganismos como algas, fungos e bactérias, formam tubérculos que
ficam aderidos à superfície dos metais e, são os principais responsáveis pela
biocorrosão por aeração diferencial. Esse tipo de corrosão pode ser observado
em sistemas de resfriamentos e trocadores de calor. As algas quando são
arrastadas para as tubulações desses trocadores, mesmo que não cresçam por
ausência de luz, podem se depositar formando fouling. Sob essa camada,
observa-se a corrosão por aeração diferencial e o crescimento de bactérias
anaeróbias e redutoras de sulfato, que também induz a corrosão nessa região.
3.2.1 - Bactérias oxidantes de ferro
As bactérias são aeróbias e aceleram a oxidação do íon Fe2+ dissolvidos
na água para Fe3+, formando o produto final Fe(OH)3 , insolúvel. Em um sistema
aquoso contendo em solução o bicarbonato de ferro (III), tem-se a seguinte
reação acelerada por bactérias:
2 Fe(HCO3)2 + ½ O2 Fe2O3 + 2H2O + 4CO2
O óxido ou hidróxido de ferro que é insolúvel pode aderir à parede da
tubulação, sob a forma de tubérculo. As tubulações são predominantemente de
Fe2+, e o principal problema relacionado aos tubérculos é a condição de
20
anaerobiose, que ocorre em seu interior, favorecendo o crescimento de bactérias
redutoras de sulfato.
3.3 – Corrosão por Ação conjunta de Bactérias
Há casos de corrosão em que pode ocorrer ação simultânea de diferentes
bactérias. Como exemplo pode-se ter:
Redução de sulfato e a formação de ácido - por bactérias redutoras de
sulfato;
Redução de sulfato e oxidação de sulfeto - realizado por bactérias
redutoras de sulfato e bactérias que oxidam o sulfeto em enxofre
elementar, o qual é extremamente corrosivo;
Oxidação de enxofre elementar (de origem química ou biológica) provocada
simultaneamente por Thiobacilli e Ferrobacilli, produzindo mais ácido e,
evidentemente, uma corrosão mais rápida;
Bactérias redutoras de sulfato e bactérias de ferro – No centro dos
tubérculos, ocasionados pelas bactérias de ferro, há o crescimento de
bactérias anaeróbias redutoras de sulfato, ocasionando, então, a corrosão
localizada na parte inferior dos tubérculos, formando pites (GENTIL, 2007).
4- Microrganismos relacionados à Corrosão
No cenário industrial, observa-se que poucas indústrias estão livres do
processo de biocorrosão, e dentre todos os microrganismos que se relacionam,
em menor ou maior grau, serão apresentados principalmente os que são
encontrados com maior frequência.
A indústria petrolífera é o setor mais acometido por ação da biocorrosão.
As suas atividades de extração, armazenamento, processamento e distribuição
dos derivados do petróleo, apresentam graves problemas relacionados à corrosão
microbiológica. A crescente expansão da exploração de petróleo e os graves
problemas de biocorrosão observados motivaram o desenvolvimento de novas
pesquisas na área. A figura 3 mostra os principais problemas em uma plataforma
de petróleo, tendo os microrganismos como causa principal.
21
Figura 3: Diferentes partes de uma plataforma de petróleo off-shore são afetadas por
biocorrosão e Biofouling. [Segundo Sanders e Hamilton, (SANDERS, et al, 1986)].
Segundo Videla (2003), além da indústria do petróleo, também
apresentam problemas de biocorrosão os gasodutos de transporte de gás natural
(WORTHINGAHM, et al, 1986), de distribuição e armazenamento de água potável
(TUOVINEN; MAIR, 1986), as usinas geradoras termoelétricas (BRANKEVICH, et
al, 1986), as hidroelétricas (PINTADO; MONTEIRO, 1986), as nucleares (LICINA,
1988), a indústria química e de processos (CHARACKLIS, et al, 1986), a indústria
de papel (HOLT, 1988), as refinarias de álcool (SILVA, et al, 1986), a siderúrgica
(ROSSMORE, 1993) entre outras. Na tabela (VIDELA, 2003) a seguir, estão
resumidas as atividades industriais afetadas com maior frequência pela
biocorrosão e pelo Biofouling.
Indústria petrolífera: Extração (em terra e off-shore)
Processamento (destilaria) Distribuição e transporte Armazenamento (terra, mar e ar)
Indústria de celulose e papel Usinas de geração de energia Térmicas
Hidroelétricas Nucleares
Instalações de água potável Produção e Distribuição Sistemas de osmose reversa Indústria naval e portuária Indústria aeronáutica Transporte de gás natural e engarrafamento (biogás) Distribuição de energia elétrica Sistemas de resfriamento industrial Indústria química e de processos Indústria de óleos e lubrificantes (fluidos de corte) Indústria metalúrgica Refinarias de álcool Tabela 1: Industrias frequentemente afetadas por biocorrosão e Biofouling
22
4.1 – Bactérias
As principais bactérias causadoras da corrosão são bactérias presentes
no ciclo natural do enxofre. Entre essas bactérias podem-se citar as do gênero
Thiobacillus, e dentre as bactérias ferro-oxidantes, pode-se citar os gêneros
Gallionella e Siderophacus, ambos pertencentes à família Caulobacteriaceae.
4.1.1 – Bactérias Oxidantes do Enxofre
Entre essas bactérias, destacamos o gênero Thiobacillus, os quais são
microrganismos aeróbicos que utilizam o dióxido de carbono como principal fonte
de carbono. Tratam-se de bacilos curtos, com cerca de 0.5 µm de diâmetro e de
1.0 a 3.0 µm de comprimento. Possuem motilidade própria, por meio de um único
flagelo polar, têm sua temperatura ótima de crescimento entre 10oC e 37oC,
entretanto há algumas variedades termófilas que crescem em temperaturas
superiores a 55oC. Elas se desenvolvem em águas de mar ou de rio, de acordo
com as características halofílicas das espécies (VIDELA, 2003).
As bactérias podem ser estritamente autotróficas, com capacidade de
crescer na presença de compostos de enxofre reduzidos tais como o sulfeto e o
tiossulfato. Entretanto, podem crescer também na presença de enxofre elementar
e oxiânions de enxofre (YUEN & HUNKAPILLER, 1986; BRAMLETT, et al, 1975).
O Thiobacillus thioxidans é capaz de oxidar 31g de enxofre por grama de
carbono, causando uma elevada acidez do meio (aproximadamente pH 0.5)
devido à produção metabólica de ácido sulfúrico. Essa elevada acidez confere
grande agressividade ao ambiente, não somente a superfícies metálicas, mas
também em estruturas de concreto (PARKER, et al, 1953).
23
Figura 4: Modelo de corrosão de dutos de concreto pelo acido sulfúrico.
Como exemplo de corrosão provocada por essas bactérias, tem-se a
destruição da parte superior interna de tubos de concreto ou de aço-carbono, que
são utilizados para condução de águas de esgoto ou de águas poluídas, devido
ao desprendimento de gás sulfídrico dessas águas. Esse gás é oxidado, pelas
bactérias, para ácido sulfúrico, que ocasiona, então, a corrosão do aço ou do
concreto. A falta de ventilação permite o acumulo de gás sulfídrico dentro dos
dutos, agravando ainda mais o processo de deterioração do concreto.
Figura 5: Parte superior de tubo de concreto, corroído pelo gás sulfídrico dos esgotos. O
gesso formado cristaliza, com a cor branca, na superfície do tubo de concreto. Aparece
ainda o resíduo da impermeabilização corroída (STEVEN, 2003).
24
4.1.2 – Biocorrosão anaeróbica do Ferro e do Aço. Bactérias Redutoras de
Sulfatos (BRS).
Segundo Videla (2003), o ciclo do enxofre também é composto por
microrganismos capazes de reduzir o íon sulfato por duas vias metabólicas
diferentes:
O sulfato é utilizado como fonte de enxofre, sendo reduzido a
sulfetos orgânicos por meio da redução assimiladora de sulfatos;
O sulfato atua como receptor terminal de elétrons na
respiração anaeróbia, segundo a redução desassimiladora de sulfatos.
Morfologicamente, essas bactérias se apresentam na forma de bacilos,
são Gram-negativas e possuem um diâmetro que varia de 0,5 a 1,0 µm e com
comprimento de 3,0 a 5,0 µm. A maioria das espécies apresenta mobilidade,
sendo a locomoção mediada por flagelos polares ou peritríquios (CHARRET,
2010). São microrganismos anaeróbicos restritos, possuem uma faixa ótima de
temperatura entre 25oC e 44oC, e pH entre 5,5 e 9,0. Entretanto, há espécies
como as do gênero Desulfotomaculum, que são termófilos e crescem em
temperaturas superiores a 55°C, sendo frequentemente encontradas em águas de
injeção na indústria extrativa de petróleo (VIDELA, 2003).
A biocorrosão encontrada na indústria do petróleo provenientes da ação
das BRS é um tipo gravíssimo, pois possui efeito corrosivo nos sistemas de ferro,
como taques de armazenamento ou nas tubulações de transporte. Essa corrosão
é conhecida como do tipo localizada e predominada por pites. Ela é capaz de
perfurar as paredes das tubulações ou dos tanques de armazenamento, em um
curto período de tempo. O processo causa enormes prejuízos, pois acidifica o
petróleo dos reservatórios (BAKARAN; NEMATI, 2004).
A velocidade da reação da corrosão é lenta e pouco frequente. Entretanto
pode ocorrer porque a atividade metabólica e corrosiva das BRS pode aumentar
drasticamente, nos consórcios microbianos, que se estabelecem nas camadas de
biofilmes (figura 6) formados na interfase metal solução (HAMILTON, 1985).
25
Nesses biofilmes formam-se zonas anaeróbicas, ainda que em meios oxigenados
(COSTERTON; GEESEY, 1986), fornecendo às BRS condições favoráveis para o
seu crescimento. Como resultado da presença do biofilme, surge sobre a
superfície metálica uma grande quantidade de sítios com diferenças físico-
químicas em relação às zonas adjacentes, facilitando, portanto o processo de
corrosão do tipo localizada (VIDELA, 2003).
Figura 6: Consórcios microbianos no interior de um biofilme. (COSTERTON;
GEESEY 1986)
Recentemente, os produtos de corrosão típicos da ação desta bactéria,
como sulfeto de ferro (FeS), foram confirmados como aceleradores da formação
de célula galvânica em relação ao aço, sendo a taxa de corrosão, diretamente
proporcional à massa depositada sobre o metal (WORTHINGHAM, et al, 1986).
A corrosão ocorre na parte inferior dos tubérculos (camada de produto de
corrosão), onde é possível encontrar pites profundos, em função do ataque ao
metal pelo sulfeto, produzido pelo metabolismo das BRS (GENTIL, 2007). A figura
7 mostra o mecanismo de interação das bactérias produtoras de ácido com as
BRS, na degradação da superfície do material e, posterior formação de pite
(CHARRET, 2010).
26
Figura 7: Interação entre as bactérias produtoras de ácidos e as BRS na biocorrosão
(CHARRET, 2010).
4.1.3 – Bactérias oxidantes do Ferro
.As bactérias oxidantes de ferro possuem uma grande diversidade.
Entretanto, apresentam em comum à capacidade de oxidar o ferro ferroso a
férrico. Além da corrosão, esses microrganismos são capazes de produzir flóculos
e depósitos de fouling de natureza inorgânico ou biológico. Nos sistemas de
águas industriais são capazes de promover entupimento como também, nas
tubulações da indústria de extração de petróleo (DAVIS, 1967).
Dentre as principais bactérias oxidantes do ferro, podemos citar os
gêneros Gallionellae e Siderophacus, ambos pertencentes à família
Caulobacteriacea. Além das bactérias, há uma grande variedade de outros
microrganismos procariotos que são contaminantes das águas industriais,
gerando depósitos de Biofouling, nas instalações e tubulações (VIDELA, 2003).
Segundo Gentil (2007), essas bactérias são encontradas com frequência
em águas de poços subterrâneos e desenvolvem-se em uma faixa de temperatura
de 0°C a 40°C e, em pH de 5,5 a 8,2.
Em geral, essas bactérias criam ambientes fortemente corrosivos para o
ferro e suas ligas, pelo aumento da concentração de íons cloreto, da formação de
cloreto de ferro ácido e da produção de cloreto de manganês (VIDELA, 1996). O
ataque dessas bactérias ocorre predominantemente por pites, e um dos exemplos
mais frequentes desse caso de biocorrosão, pode ser observado em tubulações
de ferro usadas para transportar água potável, onde tubérculos formados nas
27
paredes internas da tubulação são constituídos principalmente por hidróxido de
ferro associado a outros compostos de cálcio, ferro e manganês (VIDELA, 2003).
Na figura 8 pode-se observar a formação de tubérculos em uma tubulação de
transporte de água.
Figura 8: Tubulção de ferro, com tubérculos de óxido de ferro (GENTIL, 2007).
Quando esses tubérculos estão associados às BRS, a corrosão é mais
agressiva, devido aos sulfetos e outros compostos derivados do seu metabolismo.
A figura 9 mostra a formação desses tubérculos.
Figura 9: Processos Químicos de formação de tubérculos (PERRAMON, et al, 1972).
Segundo Gentil (2007), esses tubérculos possuem como composto
predominante o Fe++, mas podendo haver compostos de cálcio, manganês e
28
alumínio. Com o tempo, o tubérculo apresenta uma camada externa dura e uma
camada interna fluida. Esses tubérculos acumulam cloreto e sulfato, devido à
migração desses íons, da fase aquosa, para compensar as cargas positivas
resultantes da corrosão do ferro.
Deve-se ressaltar que os tubérculos são originados em um sistema
aquoso com alto teor de Fe2+, que foi oxidado por bactérias de ferro e não são
provenientes da corrosão da tubulação. Eles podem gerar problemas como:
Entupimento da tubulação
Interferência na troca de calor
Fornecendo condições de anaerobiose, embaixo do
tubérculo, que favorece o crescimento de bactérias redutoras de
sulfato, resultando na corrosão da tubulação.
4.2 – Fungos Filamentosos
Os fungos são microrganismos eucarióticos, heterótrofos, possuem
parede celular espessa e crescem em ambientes que não são tolerados por
bactérias, ou seja, com baixa umidade e condição de pH ácido. Possuem uma
estrutura ramificada que é o micélio, formada por hifas, que são estruturas
tubulares com múltiplos núcleos e um citoplasma contínuo.
Entre os principais fungos relacionados à biocorrosão, pode-se menciona
o Hormoconisresinae, que é o principal responsável pela corrosão dos tanques de
combustíveis do tipo JP, amplamente utilizados na aviação. Esses
microrganismos crescem com quantidades mínimas de água, que geralmente são
provenientes do transporte do combustível ou dos processos de filtração.
A presença de água é fundamental, pois em combustível anidro o
microrganismo não consegue obter os nutrientes necessários para o seu
metabolismo. Os fungos crescem na interfase água/combustível e, possui um
efeito corrosivo sobre as ligas de alumínio, devido à produção de ácido orgânico,
proveniente do seu metabolismo.
29
Os sedimentos provenientes da interfase água/combustível podem ser
considerados como uma fase separada, pois suas características são bem
diferentes das que prevalecem no sistema com combustível ou da fase aquosa
(WATKINSON, 1984).
Segundo Videla (1988), o nitrogênio e o fósforo são os nutrientes
limitantes no crescimento dos fungos. A limitação desses compostos, apesar de
dificultar o crescimento microbiano, acelera a produção de ácidos orgânicos
extracelulares, que como consequência aumenta o processo de corrosão
localizada (RIVERS, 1973).
A biocorrosão em sistemas água/combustível ocorre por vários
mecanismos simultâneos, que somam seus efeitos. Esse sistema pode ser
dividido em cinco mecanismos distintos:
Pelo metabolismo dos organismos há a produção de ácidos
graxos, o qual promove um aumento do pH do meio e a corrosão do
tipo localizada (VIDELA, et al, 1988; VIDELA, 1994; REINHART, 1967);
A corrosão por pites pode ser explicada pelo aumento das
características oxidantes do meio (VIDELA & CHARACKLIS, 1992;
COTTON & DOWNING 1957).
A diminuição da estabilidade dos filmes protetores pela
produção de metabólitos tensoativos (VIDELA, et al, 1988; VIDELA&
CHARACKLIS, 1992; COTTON & DOWNING, 1957).
O ataque localizado ao metal-base, aumenta com a formação
de biofilme, pois gera uma zona de aeração diferencial que favorece o
crescimento de microrganismos, que são capazes de acidificar o meio
(VIDELA & CHARACKLIS, 1992; DEXTER, et al, 1986).
Consumo microbiano de inibidores de corrosão (nitratos e
fosfatos) (VIDELA, et al,1988; VIDELA & CHARACKLIS, 1992; MOLICA,
1992; DEXTER, 1995). O consumo desses inibidores, além de fornecer
nutrientes para os microrganismos, também diminui o nível de proteção
do metal.
30
Os diferentes efeitos desses microrganismos nas estruturas metálicas
podem ser observados nas seguintes figuras;
Figura 10: (VIDELA, et al, 1988) Microrganismos em um sistema água/combustível. A etapa
inicial indica a disponibilidade de nutrientes, que são provenientes dos hidrocarbonetos
(compostos dos Combustíveis).
Figura 11: Biofilmes e produtos de corrosão na interfase metal/solução (VIDELA, et al,
1988).
A figura 12 esquematiza o princípio do mecanismo da corrosão na
interfase metal/solução em um sistema água/combustível. Esse mecanismo de
corrosão se dá pelo consumo de nitratos presentes na fase aquosa. O consumo
dos nitratos por microrganismos expõe a superfície do metal, que em
consequência, fica desprotegido da ação dos cloretos, que favorece a corrosão
localizada do metal.
Como resultado do processo de aderência microbiana, há a formação de
biofilmes e depósitos de limo biológico, que criam condições de aeração
31
diferencial e de acidificação localizada próximo ao micélio do fungo. Em alguns
pontos da superfície, o balanço favorável à concentração de cloretos em relação à
de nitratos, os baixos valores de pH e o alto potencial redox, criam condições
propícias para a progressão do ataque por pites (Figura 13)
Figura 12: Inicio da ruptura da passividade do alumínio em um sistema água/combustível
(VIDELA, et al, 1988).
Figura 13: Progressão do processo por pites do alumínio em um sistema água/combustível
(VIDELA, et al, 1988).
4.3 – Algas
Segundo Videla (2003), as algas são microrganismos eucarióticos.
Entretanto as algas azul-verdes são procarióticos. As algas apresentam
membrana nuclear, clorofila e diferentes pigmentos. São organismos autotróficos
e fotossintéticos que sintetizam a matéria orgânica a partir de dióxido de carbono
32
e água, utilizando a luz solar como fonte de energia. Sua reprodução pode ser
sexuada ou assexuada.
As algas, como os grupos microbianos citados, produzem ácidos
orgânicos com capacidade corrosiva. Como também, sintetizam e excretam
compostos orgânicos que são utilizados como nutrientes por outro grupo de
microrganismos, favorecendo o seu crescimento nos biofilmes.
As algas estão mais relacionadas à formação de Biofouling do que a
reação de biocorrosão, sendo a causa da bioacumulação em sistemas de
trocadores de calor. Elas são com frequência encontrada como contaminantes de
sistemas de abastecimento de água potável, ocasionando odores e sabores
desagradáveis a água e diminuindo a eficiência e vida útil dos filtros (VIDELA,
2003).
Entre os gêneros mais frequentemente associados ao Biofouling de
instalações marinhas ou industriais, estão o Navicula (Diatomácea), o Oscilltoria
(algas azul-verde), o Chlorella e o Ulothrix (clorofitas). Entretanto, Sodré (1996)
cita as espécies Nostoc parmeloides e Anabaena sphaerica, como causadoras da
corrosão de aço carbono e de aço inoxidável (CHARRET, 2010).
A deposição desses microrganismos sobre superfícies promove o
surgimento de regiões com gradientes de concentração de oxigênio,
possibilitando o desenvolvimento das bactérias BRS e como consequência a
biocorrosão (CHARRET, 2010).
5 - Biocorrosão em Metais Resistentes à Corrosão
O titânio oferece uma notável resistência á corrosão. Atualmente, é o
único metal para o qual não foram relatados casos de biocorrosão (VIDELA,
1994). Esse comportamento passivo do titânio deve-se à presença de um filme
protetor de óxido sobre a superfície, altamente aderente e estável, que se forma
espontaneamente quando o titânio é exposto ao ar e umidade. A presença de
sulfetos na água do mar não altera o estado passivo do titânio. Até o momento
33
não foi detectado corrosão em amostras expostas ao ambiente marinho durante
vários anos, mesmo em profundidades da ordem de 1.600 m (REINHART, 1967).
Segundo Videla (2003), o titânio não possui efeitos tóxicos sobre os
organismos marinhos, o que faz dele um dos metais que mais acaba recoberto
por depósitos de Biofouling (VIDELA; CHARACKLIS, 1992). Após varias horas de
exposição do metal à água do mar, observou-se uma cobertura total da superfície
de titânio por Biofouling marinho (COTTON; DOWNING, 1957), sem que afetasse
o filme protetor de óxido e, sem corrosão por frestas (crevice) ou por pites. Por
esses motivos, o titânio é um dos metais utilizados em trocadores de calor
alimentados com água do mar.
O aço inoxidável pode ser considerado outro metal resistente a
biocorrosão, porém assim como o titânio, é susceptível a formação de biofilme. A
deposição de biofilme sobre a superfície do aço inoxidável é explicada, pois o aço
possui uma superfície homogênea coberta de óxido e livre de produtos de
corrosão, o que permite mais facilmente a aderência microbiana ao metal. Após
algumas semanas de exposição do aço ao ambiente marinho, sua superfície se
encontra recoberta por um Biofouling complexo, constituído principalmente por
bactérias, material particulado e microrganismo de dimensões maiores como
algas, diatomáceas e protozoários.
Figura 14: Protozoário Zoothamnium sp. Fixado sobre aço inoxidável logo após a exposição
da superfície à água do mar natural (VIDELA, 2003). Escala: 10µm
34
Apesar do aço inoxidável ser resistente a corrosão, a atividade metabólica
dos microrganismos no interior dos depósitos de Biofouling pode influenciar as
reações eletroquímicas do processo de corrosão. O Biofouling favorece a
formação de ânodos e cátodos localizados e, consequentemente, a corrosão por
meio de aeração diferencial (VIDELA, 2003).
Os mecanismos de biocorrosão do aço inoxidável em água do mar são:
Formação de células de aeração diferencial, devido à
distribuição não uniforme do biofilme (VIDELA; CHARACKLIS,
1992).
Favorecimento da corrosão por frestas (crevice), devido
ao consumo de oxigênio em algumas áreas (DEXTER, et al, 1986).
Figura 15: Início da formação de icrofouling sobre uma superfície de aço inoxidável exposta
à água do mar natural durante 5 dias (VIDELA, 2003). Escala: 10µm
Figura 16: Microfouling sobre uma superfície de aço inoxidável exposta à água do mar
natural durante 15 dias (VIDELA, 2003). Escala: 10µm
35
6 - Biodeterioração de materiais não metálicos
Todos os materiais, em contato com o meio ambiente, sofrem
transformações. Estas transformações podem causar uma diminuição na
capacidade das funções a eles destinadas em uma construção particular e afetar
o desempenho da construção como um todo. Neste sentido, a durabilidade de um
material é a capacidade que ele tem de resistir a um processo de deterioração,
preservando a capacidade de desempenhar as funções a eles atribuídas (MELO;
AZEVEDO, 2008).
A simples colonização de superfícies por microrganismos causa,
frequentemente, grandes prejuízos à capacidade de desempenho dos edifícios,
pois a presença de microrganismos e seus biofilmes alteram propriedades como
cor, refletância, e capacidade de transporte de massa das superfície.
A alteração da cor das superfícies pelos biofilmes tem também impactos
importantes no desempenho das construções. O escurecimento das fachadas e
dos telhados afeta a eficiência energética desses edifícios, pois superfícies
escuras absorvem mais radiação, aumentando as cargas térmicas e
consequentemente a temperatura interna (MELO; AZEVEDO, 2008).
Estes processos de biodeterioração que alteram fundamentalmente
apenas a superfície do material apresentam importante impacto ambiental, pois
os biocidas, produtos tóxicos que a indústria de tintas acrescenta à formulação
para o controle da biodeterioração de superfícies pintadas, são lixiviados para o
meio ambiente (TOGERO, 2005).
6.1 - Biodeterioração de fachadas pintadas
A colonização de pintura externa de base aquosa por bactérias, fungos
filamentosos e algas é um processo bastante frequente, em diversas regiões do
planeta, sendo a ação dos microrganismos o motivo da adição de biocidas em
36
tintas. Os fungos são considerados os agentes mais deteriogênicos (BRAVERY,
1988; GRANT, 1986).
Nas paredes das fachadas, a colonização por microrganismos depende
da frequência com que a superfície permanece molhada, já que no meio urbano
os poluentes podem servir como fonte de nutriente. As regiões mais altas das
fachadas apresentam maior rapidez na colonização por fungos, indicando que a
chuva contribui para o teor de água necessário à sua colonização (SATO, et al,
2002).
O efeito dos microrganismos na pintura promove a deterioração por varias
vias. Primeiro pela ruptura mecânica, que não envolve necessariamente a
utilização de componentes do filme de tinta. Em segundo lugar, a produção de
metabólito microbiano, principalmente ácidos orgânicos complexos que podem
solubilizar o material. Por fim a atividade enzimática pode favorecer a
deterioração. As tintas a base de água são particularmente susceptíveis ao
ataque por fungos devido aos éteres de celulose, usados como agente de
espessamento (GILLATT; TRACEY 1987).
A identificação dos fungos como biomassa das pinturas, tem uma
importante implicação para as indústrias de tintas. Os fungicidas são importantes
componentes das formulações de tintas, entretanto, a duração dos antifúngicos
modernos é menor que a vida útil da película da pintura (GAYLARDE, et al, 2003).
Este é um grande desafio para a cadeia industrial de tintas imobiliárias, a
formulação de novos fungicidas para tintas, com fácil decomposição,
considerando que são liberados no ambiente (GAYLARDE, 2005).
6.2 – Biodeterioraçãodo de Concreto
Dos materiais não metálicos susceptível à ação dos microrganismos, o
mais conhecido é a ação do Thiobacillus, as estruturas de concreto. Os danos em
tubulações de concreto, para coleta de esgoto, custam aos municípios milhões de
dólares em todo o mundo (ROBERTS, et al, 2002).
37
Na realidade, a biodeterioração do concreto compreende a combinação
de processos químicos e microbiológicos. Dentro das tubulações, a atmosfera é
abundante em dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio.
Nesse sistema, a fonte de enxofre é produzida apartir do metabolismo das
bactérias redutoras de sulfato. A redução do sulfato ocorre com a utilização da
matéria orgânica presente no esgoto e, como consequência, a produção de gás
sulfídrico O H2S pode sofrer auto-oxidação a enxofre elementar, ambos os
compostos podem ser oxidados por bactérias do gênero Thiobacillus com
produção de ácido sulfúrico, que desloca o pH a valores extremos da ordem de 1,
provocando a desintegração do concreto.
7–Prevenção e Controle
A principal prevenção para controlar a biocorrosão é manter o sistema
limpo. Entretanto, esse princípio básico é pouco aplicado, principalmente por falta
de compreensão dos processos de biocorrosão e do Biofouling, que somente são
detectados após uma forte contaminação ou falhas estruturais decorrentes da
corrosão do material.
Segundo Videla (2003), os métodos mais utilizados para prevenir e
controlar a biocorrosão são: limpeza química ou mecânica do sistema e utilização
de biocidas. Como também, compreender as reações físico-químicas presentes
na interface metal/solução. Com destaque a atividade e o crescimento microbiano
além das reações químicas presentes no fluído. De posse dos dados, é possível
traçar uma estratégia de prevenção e consequentemente um controle mais
efetivo.
O princípio dos métodos de prevenção à biocorrosão possui como
fundamento inibir a atividade dos microrganismos ou modificar drasticamente as
condições do meio. Portanto, evitando a adaptação dos organismos ao material.
38
Considerando que a limpeza está embasada na remoção dos depósitos
da superfície metálica de um sistema, podem-se dividir os depósitos em dois tipos
(VIDELA, 2003):
Incrustações (Scaling)
Sedimentos ou Limo (slime).
Segundo Videla (2003), incrustações são depósitos cristalinos, duros,
produzidos pela precipitação do material dissolvido, como carbonato, sulfato e
silicato de cálcio. A formação das incrustações é função de diversas variáveis,
como temperatura, concentração de espécie química incrustante, pH, qualidade
da água e condições hidrodinâmicas
A precipitação do carbonato de cálcio é geralmente controlada por adição
de ácidos, com a finalidade de inibir a sua formação ou modificar sua estrutura
cristalina. Por uma questão econômica, por ser de baixo custo, utiliza-se o ácido
sulfúrico e, em menor proporção, os ácidos clorídrico ou sulfâmico.
Os sedimentos ou limos são depósitos formados por material em
suspensão que se acumula ou adere às superfícies metálicas. São exemplos
lodo, óxidos metálicos, limo bacteriano, óleo, depósitos relacionados com o
tratamento químico e contaminante do processo. Os sedimentos são resultados
de um fenômeno físico e em certos casos sua remoção pode ser necessária por
filtração ou pelo uso de dispersantes, que mantêm as partículas suspensas
(VIDELA, 2003).
Altas velocidades de fluxo auxiliam na remoção desse tipo de sedimento,
entretanto velocidades mais baixas de fluxo ajudam na deposição das
substâncias em suspensão. Baixas velocidades de fluxo são comuns em circuitos
de resfriamento industrial (VIDELA, 2003).
Segundo Gentil (2007), a adição de agentes tensoativos facilita a
remoção de depósitos biológicos, evitando, assim, a possibilidade de corrosão por
aeração diferencial, e o desenvolvimento de bactérias anaeróbicas na parte
inferior dos depósitos. A limpeza mecânica pode ser por raspadores ou jatos de
39
água com alta pressão. Após a limpeza é usual a sanitização, empregando-se
normalmente solução alcalina (pH ~ 10), contendo biocida não-oxidante.
Para uma ação mais efetiva, costuma-se utilizar misturas de biocidas e
também adicionar um agente tensoativo e um dispersante para deslocar o limo
bacteriano das superfícies onde eles estão aderidos, facilitando a ação do biocida.
Outros exemplos de biocidas utilizados para o controle bacterianos são o
ozônio e o peróxido de hidrogênio. O ozônio é um gás instável, oxidante forte que
deve se evitar o contato com superfícies plásticas, pois as torna quebradiças.
Para o tratamento de água potável, prefere-se utilizar o ozônio ao invés do cloro,
pois este formaria halometanos, como tetracloreto de carbono que são
cancerígenos. O peróxido requer dosagens elevadas e contato prolongado para
ser efetivo, mas tem a vantagem de não ser poluente.
Além das medidas apresentadas anteriormente, pode-se empregar
proteções diferentes para cada problema especifico (GENTIL, 2007):
Mecanismos de ação das bactérias, através de aeração, que
evita o desenvolvimento de bactérias redutoras de sulfato;
Proteção externa de tubulações enterradas – são recomendáveis
polietileno, poli (cloreto de vinila) PVC, betume, e alcatrão;
Revestimento interno, de tanques de combustíveis de aviões a
jato, com sistema à base de resina furânica;
Emprego de tubulações de esgotos com resinas de poliéster
reforçadas com fibra de vidro.
Emprego de sistemas com ultrassom, em alguns casos, para
evitar a fixação e crescimento do biofilme.
40
8 – Conclusão
Devido aos recorrentes problemas encontrados na indústria relacionados
à corrosão microbiana, houve um aumento dos investimentos destinados às
pesquisas de novos métodos de detecção e prevenção desse tipo de
deterioração, pois atualmente a biocorrosão é responsável por cerca de 30% dos
casos de corrosão dos sistemas metálicos. Com esse cenário, é fundamental
entender os mecanismos relacionados, tal como os microrganismos que atuam
nesse tipo de corrosão, pois assim podemos desenvolver novas técnicas para
prevenir e monitorar o avanço da degradação do material. Os mecanismos
envolvidos nesses processos são complexos, e podem envolver dois ou mais
tipos de microrganismos com diferentes vias metabólicas, e em diferentes meios,
que abrange desde tubulações metálicas que são encontradas no subsolo, até
tubulações de concreto. Os microrganismos atuantes nesse processo podem ser
bactérias, fungos ou algas, portanto cada vez mais os microbiologistas e
engenheiros bioquímicos se fazem necessários no meio industrial.
41
9 – Referências Bibliográficas
BAKARAN, V.: NEMATI, M. Anaerobic reduction of sulfate in immobilized cell bioreactors, using a microbial culture originated from an oil reservoir. Biochemical Engineering & Biodegradation, v. 53, p. 177 – 183, 2004.
BRAMLETT, R.N., e PECK, H.D., Jr. 1975. J Biol. Chem. 250, 2979-
2986.
BRANKEVICH, G. J., de MELE, M. F. L., VIDELA, H. A., Corrosion y Protección 17 (5), 335, (1986).
BRAVERY, A.F.; Biodeterioration of paint – a state – of – the – art comment. In: HOUGHTON, D.; SMITH, R.N., EGGINS, H.O.W. (Ed.). Biodeterioration. Barking: Elsevier, 1988. P. 466-485.
BRUMMETT, C.; KANEZAKI, N.; MARUYAMA, T.; SHIMIZU, T.; Society of Automotive Engineers, [Special Publication] SP 2004, SP-1847, 37.
CHARACKLIS, W. G., Biotechonol. Bioeng. 23, 1923 (1981)
CHARACKLIS, W. G., ZELVER, N., ROE, F, L., “Continuous On-line Monitoring of Microbial Deposition on Surfaces”, em: Biodeterioration 6, S. Barry, D. R. Houghton, G. C. Llewellyn, C. E. O`Rear, (eds.), p. 427, CAB International, Slough, UK, (1986).
CHARACKLIS, W.G., “Microbial Fouling”, EM Biofilms, W.G. Characklis, K.C. Marshall (eds.), p.523, John Wiley & Sons, New York. (1990).
CHARACKLIS, W.G., MARSHALL, K.C., ‘Biofilms: A Bases for an Interdisciplinary Approach”, em: Biofilms, W.G. Characklis, K.C. Marshall (eds.), p.3,John Wiley & Sons, New York, (1990).
42
CHARRET, S. F. Avaliação do Potencial de Solos na Faixa de Dutos na Indução da Biocorrosão de Metais. 125 f. Tese (Mestrado). Ciências. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010.
COMCIENCIA - O combustível automotivo no Brasil Qualidade e preço. Por que tanta confusão? Disponível em:http://www.comciencia.br/reportagens/petroleo/pet18.shtml, acesso em Setembro de 2013
COSTERTON, J. W., GEESEY, G. G., “The microbial ecology of surface colonization and of consequent corrosion”, em: Biologically Induced Corrosion, S. C. Dexter (ed.), p. 223, NACE-8, NACE International, Houston, TX, (1986).
COTTON, J. B., DOWNING, B. P., Trans. Inst. Marine Engineering 69, 311, (1957).
DAVIS, J. B., “Petroleum Reservoir Plugging”, em: Petroleum microbiology, p. 444, Elsevier Publishing Co., Amsterdam, (1967)
De BEER, D., SRINIVASAN, R., STEWART, P.S., Appl. Environ. Microbiol. 60 (12), 4339, (1994).
DEXTER, S. C., “Effects of biofilms on marine corrosion of passive alloys”, em: Bioextraction and Biodeterioration of metals, C. C. Gaylard, H. A. Videla (eds.), p. 129, Cambridge University Press, Cambridge, (1995).
DEXTER, S. C., LUCAS, K. E., GAO, G. Y., “ The role of marine bacterria in crevice corrosion initiation”, em: Biologically Induced Corrosion, S.C. Dexter (ed.), p. 144, NACE International, Houston, TX., (1986).
GAYLARDE, C.C, SILVA, M.R., WARSCHEID, T. Microbial impact on building materials: an overview. Marterials and Structures, v.36, june, p. 342-352, 2003.
43
GAYLARDE, C.C.; GAYLARDE, P.M. A comparative study of the majir microbial biomass of biofilms on exteriors of buildings in Europe and Latin America. International Biodeterioration & Biodegradation v.55, p.131-139, 2005.
GENTIL, V. Corrosão. 5ª ed. Rio de Janeiro, LTC, 2007. pág 99-109.
GILLATT, J.W.; TRACEY, J.A. The biodeterioration of applied surface coatings and its prevention. (Proceedings of the summer meeting of the Biodeterioration Society held at TNO Division of Technology for Society, Delf, The Netherlands 18-19 September, 1986). In: Morton, L.H.G. Biodeterioration of Constructional Materials, Proceedings of the Summer Meeting. UK Biodeterioration Society, 1987. p. 103-112.
GRANT, C. Fouling of terrestrial substrates by algae and implications for control – a review. Internation Biodeterioration Bulletin, v. 18, p. 57-65. 1986
HAMILTON, W. A., Ann. Rev. Microbiol. 39, 195, (1985)
HELENE, PAULO R.L. Corrosão em Armaduras para Concreto Armado. 3º reimpressão (fev. 96). São Paulo, PINI, IPT, 1986
HOLT, D. M., “Microbiology of Paper and Board Manufacture” em: Biodeterioration 7, D. R. Houghton, R. N. Smith, H. O. W. Eggins, (eds.), p. 493, Elsevier Applied Science, London, (1988)
HUECK, H.J. “Biodeterioration of Materials”, p.6, Elsevier, London, (1968).
LEWANDOWSKI, Z., STOODLEY, P., ROE, F., “Internal mass transport in heterogeneous biofilms. Recent advances”, Corrosion/95, paper N° 222, NACE international, Houston, TX, (1995).
LICINA, G. J., Mater. Perform. 28, 55, (1988).
44
MARCUS, P. Corrosion mechanisms in theory and practice. CRC Press, Marcel Dekker Inc., New York, USA, 202. 768 p.
MELO, I. S de.; AZEVEDO, J. L de. Microbiologia Ambiental. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 2008. 647p.
MOLICA, A., Int. Biodet, Biodegr. 29, 213, (1992).
PARKER, C. D., PRISK, J., J. GEN. Microbiol. 8, 344, (1953)
PERRAMON TORRABADELLA, J., Pou Serra, R., Doc. Invest. Hidrol. 13, 111 (1972).
PINTADO, J. L., MONTERO, F., Corrosion y Protección 17 (5), 361, (1986).
REINHART, F. M. U.S. Naval Civil Engineering Lab. Tech. Note N-921. Port Hueneme, CA, (1967).
RIVERS, C., “The Growth, Metabolism and Corrosive Effects of Cladosporium resinae”, Ph.D Thesis, Corrosion and Protection Centre, University of Manchester UK. (1973).
ROBERTS, D.J.; NICA, D.; ZUO, G; DAVIS, J.L. Quantifying microbially induced deterioration of concretes: initial studies. International Biodeterioration & Biodegradation, v.49, p. 227-234, 2002.
ROSSMOORE, H. W., ROSSMOORE, L. A., “MIC in Metalworking Processes and Hydraulic Systems”, em: A Practical Manual on Microbiologically Influenced Corrosion, G. Kobrin (ed.), p. 31, NACE international, Houston, TX, (1993).
SANDERS, P. F., HAMILTON, W. A., “Biological and Corrosion Activities of Sulphate-Reducing Bacteria in Industrial Process Plant”, em: Biologically
45
Induced Corrosion, S. C. Dexter (ed.), p. 47, NACE International, Houston, TX, (1986).
SANDRES, G. C.; Dissertação de Mestrado, Universidade Federal Fluminense, Brasil, 2004.
SATO, N.M.N.; UEMOTO, K.L.; SHIRAKAWA, M.A.; SAHADE, R.F Condensação de vapor de água e desenvolvimento de microrganismos em fachadas de edifícios – Estudos de Caso. In Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, IX Foz do Iguaçu, Pr, Brasil, 2002.
SILVA, A. J. N., TANIS, J. N., SILVA, J. O., SILVA, R. A., “Alcohol Industry Biofilms and Their Effect on Corrosion of 304 Stainless Steel”, em: Biologically Induced Corrosion, S. C. Dexter (ed.), p. 76, NACE International, Houston, TX, (1986)
STEVEN H. GEBLER – Construction Technology Laboratories, Inc – CTL Group Investigating Concrete Pipelines – ACI - Concrete International – June 2003
TOGERO, A. Leaching of Hazardous Substances from Concrete Constituents and Painted Wood Panels. 2005 115p. Tese de doutorado (n° 2209) Chalmers Tekniska Hogskola, Gotenburgo.
TUOVINEN, O. H., MAIR, D, M., “Corrosion of Cast Iron Pipes and Associated Water Quality Effects in Distribution Systems”, em: Biodeterioration 6, S. Barry, D. R. Houghton, G. C. Llewellyn, C. E. O`Rear, (eds.), p.223, CAB International, Slough, UK, (1986).
VIDELA, H. A. “Microbiological Aspects”, em: Manual of Biocorrosion, Cap. 2, p. 13, CRC lewis Publishers, Boca Raton, Fl, USA (1996).
VIDELA, H. A., “Biocorrosion of nonferrous metal surfaces”, em: Biofouling an Biocorrosion in Industrial Water Systems, G. G. Geesey, Z. Lewandowski, H. C. Flemming (eds.), p. 231, Lewis Publishers, Boca Raton, FL, (1994).
46
VIDELA, H. A., “Introdução”, em: Corrosão Microbiológica, p. 1, Editora Edgard Blucher Ltda., São Paulo (1981)
VIDELA, H. A., CHARACKLIS, W. G., Intern. Biodet. Biodegr. 29, 195 (1992)
VIDELA, H. A., GÓMEZ de SARAVIA, S. G., de MELE, M. F. L., “MIC of heat exchanger materials in marine media contaminated with sulfate-reducing bacteria”, Corrosion/92, Paper N° 189, NACE International, Houston, TX, (1992).
VIDELA, H. A., GUIAMET, P. S., do VALLE, S. M., REINOSO, E. H., “Effects of fungal and bacterial contaminants of kerosene fuels on the corrosion of storage and distribution systems”, Corrosion/ 88, paper N°. 91. NACE international, Houstton, TX (1988).
VIDELA, H.A., “Eletrochemical Aspects os Biocorrosion”, em : Bioextraction and Biodeterioration of Metals, C.C. Gaylard, H. A. Videla (eds.), p. 85, Cambridge University Press, Cambridge, UK, (1995).
VIDELA, H.A., “Fundamentals of Eletrochemistry”, em: Manual of Bicorrosion, p.73, CRC Lewis Publichers, Boca Raton, FI, (1996).
VIDELA, H.A., Biocorrosão, Biofouling e Biodeterioração de Materiais, 1a ed. São Paulo: Edgar Blücher Ltda., pp. 148, 2003.
VIDELA, H.A., CHARACKLIS, W.G., “Biofouling and Microbially Influenced Corrosion”, International Biodeteioration & Biodegradation, v. 29, pp. 195-212, 1992.
WATKINSON, R. J., “Microbial Problems and Corrosion in Oil and Oil Product Storage”, p. 50 The Institute of Petroleum, London, UK, (1984).
WOLYNEC, S., (2003), Técnicas Eletroquímicas em Corrosão, Edusp.
47
WORTHINGHAM, R. G., JACK, T. R., WARRD, V., “External Corrosion of Line Pipe. Part I : Identification of Bacterial Corrosion in the Field”, em: Biologically Induced Corrosion, S. C. Dexter (ed), p. 330, NACE International, Houston, TX, (1986)
YUEN, S., HUNKAPILLER, M.W., WILSON, K.J., e YUAN, P.M. 1986. User Bolletin Appl. Biosystem n° 25.
